一种适用于高超重力环境的泥石流实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及泥石流模拟试验技术，旨在提供一种适用于高超重力环境的泥石流实验装置。该装置包括由活动滑槽与固定滑槽铰接而成的双折滑槽，在活动滑槽上设有模型保持‑释放装置和搅拌装置；前者包括固定底板、固定侧板、电磁铁、固定金属块、门轴、闸门板和电磁铁吸合板；搅拌装置位于活动滑槽端板与模型保持‑释放装置之间且靠近后者。本装置能够在300g重力场下正常有效的工作，相较于一般常重力场的试验，能够以更小的模型，更短的时间再现自然界中原型的物理现象；通过坡高和倾角的调节装置，可以试验在不同倾角下泥石流滑动的模拟；相较于传统泥石流模拟实验装置的泥石流混合物释放方式，本装置的泥石流混合物释放方式具有简单，快速的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高超重力环境的泥石流实验装置
本专利技术涉及泥石流模拟试验技术，特别是涉及一种适用于高超重力环境的泥石流实验装置。
技术介绍
泥石流是一种危害性极强的山区地质灾害，大型山区泥石流的流动过程中的动力学性质和流态转化的过程是泥石流灾害领域的热点研究方向。为了能重现自然界中发生的泥石流灾害，需要进行模型试验。现有的实验装置一般仅能进行常重力下的泥石流模拟。在模型尺寸与原型尺寸差距较大时，试验模拟结果仅能定性分析泥石流灾变过程。较为有效的模型试验方法是利用超重力，利用超重力离心机产生的离心加速度，在模型上再现原重力场，具有缩尺效应和缩时效应。现阶段利用超重力离心机模拟泥石流滑过程的有新西兰坎特伯雷大学鼓式离心机试验(Bowman等)、香港科技大学超重力试验机模拟试验(Song等)。但是这些试验都存在泥石流方量小或释放方式造成的能力损失的问题，无法在短距离范围内模拟中大型泥石流长距离流滑的现象，难以较好的处理泥石流释放方式，且不能在300g超重力下(即高超重力环境，g为重力加速度)工作。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种适用于高超重力环境的泥石流实验装置。为解决技术问题，本专利技术解决方案是：提供一种适用于高超重力环境的泥石流实验装置，包括用于盛放泥石流混合物的滑槽；该滑槽是由活动滑槽与固定滑槽铰接而成的双折滑槽，活动滑槽的宽度小于固定滑槽，在活动滑槽的下方设有坡高和倾角调节装置；活动滑槽是由活动滑槽底板、两个活动滑槽侧板和一个活动滑槽端板围合而成的半包围结构，两个活动滑槽侧板的长度大于活动滑槽底板且通过铰接装置安装在固定滑槽的端部；固定滑槽是一个顶部敞开的箱型结构，其用于安装活动滑槽的端部的上缘被斜向切除，使得活动滑槽能绕铰接装置转动而不会被阻挡；在活动滑槽上设有模型保持-释放装置和搅拌装置；模型保持-释放装置包括固定底板、固定侧板、电磁铁、固定金属块、门轴、闸门板和电磁铁吸合板；电磁铁有两个，对称布置在活动滑槽侧板的外部，门轴垂直安装在两个活动滑槽侧板上；门轴上固定设有闸门板和电磁铁吸合板，两者之间保留的间隙用于装入活动滑槽侧板且使闸门板能自由开启；所述搅拌装置包括圆柱状转轴，转轴上设置多个扇叶；搅拌装置位于活动滑槽端板与模型保持-释放装置之间且靠近后者。本专利技术中，所述坡高和倾角调节装置包括连接板和多个垫块；连接板具有水平方向的底面，底部固定在垫的顶面，其上侧表面固定在模型保持与释放装置的固定底板下方。本专利技术中，在被斜向切除的固定滑槽端部的上缘与侧板连接处，具有直线边缘或圆弧边缘。本专利技术中，在模型保持-释放装置中，两个固定侧板垂直设于固定底板上，活动滑槽嵌入在两个固定侧板之间；活动滑槽的底部与固定底板贴合安装，活动滑槽侧板与固定侧板贴合安装；所述电磁铁装在固定侧板和铁质的电磁铁吸合板之间。本专利技术中，所述门轴两端分别通过固定金属块安装在活动滑槽侧板上；固定金属块上设相互垂直的圆柱形孔洞和矩形槽，并通过矩形槽固定安装在活动滑槽侧板上缘。本专利技术中，所述电磁铁有两组，分别位于活动滑槽的两边；电磁铁一端与固定侧板固定，另一端能在通电情况下与电磁铁吸合板吸合；相应地，电磁铁吸合板有两块并分别设于闸门板的两侧；电磁铁通过电缆接至电源。本专利技术中，搅拌装置的圆柱状转轴通过连接件接至液压驱动装置。本专利技术中，活动滑槽与固定滑槽之间的铰接装置是转轴、轴承或铆钉。本专利技术中，活动滑槽与固定滑槽的底板宽度均逐渐递增，使活动滑槽与固定滑槽均呈扩口状。本专利技术还提供了利用前述装置的适用于高超重力环境的泥石流实验系统，该系统包括一台转臂式离心装置，其主机上对称设有两根转臂，在转臂的端部分别安装吊篮；在其中一个吊篮中安装所述泥石流实验装置，在另一个吊篮中安装与泥石流实验装置等重的配重块。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本装置能够在300g重力场下正常有效的工作，相较于一般常重力场的试验，能够以更小的模型，更短的时间再现自然界中原型的物理现象；2、本装置通过坡高和倾角的调节装置，可以试验在不同倾角下泥石流滑动的模拟；相较于传统泥石流模拟实验装置的泥石流混合物释放方式，本装置的泥石流混合物释放方式具有简单，快速的优势。附图说明图1是本专利技术装置的结构示意图；图2是本专利技术装置的双折滑槽的结构示意图；图3是本专利技术装置的双折滑槽的结构示意图；图4是本专利技术装置的坡高与倾角调节装置的结构示意图；图5是本专利技术装置的模型保持与释放装置的结构示意图；图6是模型保持与释放装置的部分结构示意图；图7是固定底板和固定侧板的结构示意图；图8是搅拌装置的结构示意图。图9是实验装置实验过程的示意图。图中的附图标记：双折滑槽1，活动滑槽1-1，活动滑槽端板1-1-1，活动滑槽侧板1-1-2，活动滑槽底板1-1-3，固定滑槽1-2，固定滑槽前端板1-2-1，固定滑槽后端板1-2-2，固定滑槽侧板1-2-3，铰接装置1-3；底座1-4；坡高和倾角调节装置2，垫块2-1，连接板2-2；模型保持与释放装置3，固定底板3-1，电磁铁3-2，固定金属块3-3，门轴3-4，闸门板3-5，固定侧板3-6，电磁铁吸合板3-7；搅拌装置4，圆柱状转轴4-1，扇叶4-2。离心装置：主机5-1，吊篮5-2，配重块5-3，泥石流实验装置5-4。图5、6中有部分附图标记后面用括号附加了另一个附图标记，后者表示被遮挡的部件。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，泥石流实验装置包括用于盛放泥石流混合物的双折滑槽1，坡高和倾角调节装置2，模型保持与释放装置3和搅拌装置4组成；如图2所示，双折滑槽1是由活动滑槽1-1与固定滑槽1-2通过铰接装置1-3连接，固定滑槽1-2固定在底座1-4上，活动滑槽1-1的宽度小于固定滑槽1-2。如图1，图2和图3所示，固定滑槽1-2由固定滑槽前端板1-2-1、固定滑槽后端板1-2-2、固定滑槽侧板1-2-3和底座1-4组成。活动滑槽1-1是由活动滑槽端板1-1-1、活动滑槽侧板1-1-2和活动滑槽底板1-1-3围合而成的半包围结构。活动滑槽侧板1-1-2的长度大于活动滑槽底板1-1-3且通过铰接装置1-3安装在固定滑槽1-2的端部；固定滑槽1-2是一个顶部敞开的箱型结构，其用于安装活动滑槽1-1的端部的上缘被斜向切除，形成了固定滑槽前端板1-2-1。固定滑槽前端板1-2-1与固定滑槽侧板1-2-3连接处具有直线边缘或圆弧边缘，使得活动滑槽1-1能绕铰接装置1-3转动而不会被阻挡，铰接装置1-3是转轴、轴承或铆钉。活动滑槽1-1与固定滑槽1-2的底部的宽度均逐渐递增，使其均呈扩口状。在活动滑槽1-1中设有模型保持与释放装置3和搅拌装置4，搅拌装置4位于活动滑槽端板1-1-1与模型保持与释放装置3之间且靠近后者；如图1和图4所示，在活动滑槽1-1的下方设有坡高和倾角调节装置2；坡高和倾角调节装置2包括连接板2-2和多个垫块2-1。连接板2-2的上侧表面固定在模型保持与释放装置1的固定底板3-1下方；连接板2-2具有水平方向的底面，固定在垫块2-1的顶面。垫块2-1与固定滑槽1-2安装在同一个底座1-4上。如图5所示，模型保持与释放装置3由固定底板3-1、电磁铁3-2、固定金属块3-3、门轴3-4、闸门板3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于高超重力环境的泥石流实验装置，包括用于盛放泥石流混合物的滑槽；其特征在于，该滑槽是由活动滑槽与固定滑槽铰接而成的双折滑槽，活动滑槽的宽度小于固定滑槽，在活动滑槽的下方设有坡高和倾角调节装置；活动滑槽是由活动滑槽底板、两个活动滑槽侧板和一个活动滑槽端板围合而成的半包围结构，两个活动滑槽侧板的长度大于活动滑槽底板且通过铰接装置安装在固定滑槽的端部；固定滑槽是一个顶部敞开的箱型结构，其用于安装活动滑槽的端部的上缘被斜向切除，使得活动滑槽能绕铰接装置转动而不会被阻挡；在活动滑槽上设有模型保持‑释放装置和搅拌装置；模型保持‑释放装置包括固定底板、固定侧板、电磁铁、固定金属块、门轴、闸门板和电磁铁吸合板；电磁铁有两个，对称布置在活动滑槽侧板的外部，门轴垂直安装在两个活动滑槽侧板上；门轴上固定设有闸门板和电磁铁吸合板，两者之间保留的间隙用于装入活动滑槽侧板且使闸门板能自由开启；所述搅拌装置包括圆柱状转轴，转轴上设置多个扇叶；搅拌装置位于活动滑槽端板与模型保持‑释放装置之间且靠近后者。

【技术特征摘要】
1.一种适用于高超重力环境的泥石流实验装置，包括用于盛放泥石流混合物的滑槽；其特征在于，该滑槽是由活动滑槽与固定滑槽铰接而成的双折滑槽，活动滑槽的宽度小于固定滑槽，在活动滑槽的下方设有坡高和倾角调节装置；活动滑槽是由活动滑槽底板、两个活动滑槽侧板和一个活动滑槽端板围合而成的半包围结构，两个活动滑槽侧板的长度大于活动滑槽底板且通过铰接装置安装在固定滑槽的端部；固定滑槽是一个顶部敞开的箱型结构，其用于安装活动滑槽的端部的上缘被斜向切除，使得活动滑槽能绕铰接装置转动而不会被阻挡；在活动滑槽上设有模型保持-释放装置和搅拌装置；模型保持-释放装置包括固定底板、固定侧板、电磁铁、固定金属块、门轴、闸门板和电磁铁吸合板；电磁铁有两个，对称布置在活动滑槽侧板的外部，门轴垂直安装在两个活动滑槽侧板上；门轴上固定设有闸门板和电磁铁吸合板，两者之间保留的间隙用于装入活动滑槽侧板且使闸门板能自由开启；所述搅拌装置包括圆柱状转轴，转轴上设置多个扇叶；搅拌装置位于活动滑槽端板与模型保持-释放装置之间且靠近后者。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述坡高和倾角调节装置包括连接板和多个垫块；连接板具有水平方向的底面，底部固定在垫的顶面，其上侧表面固定在模型保持与释放装置的固定底板下方。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在被斜向切除的固定滑槽端部的上缘与侧板连接处，具有直线边缘或圆弧边缘。...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇，江琪熙，凌道盛，黄博，林伟岸，陈云敏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33